无论是垃圾填埋场还是垃圾焚烧厂，渗滤液的特点是水量水质受季节、气候等因素的影响大，成分复杂、污染物浓度高、可生化性差，渗滤液处理工艺大多采用“预处理+生化+深度处理”工艺，其中生化处理普遍采用MBR工艺，是整个渗滤液处理系统的核心，是出水能否达标排放的重要保障。
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8 K8 [; C: u/ L1 A1 F. R垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：
3 O/ \& ]) [( H% Y9 f8 ^ |& t3 V! f4 G; m( A' g( w6 e
◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；
8 c+ a# N) [0 L: o6 n6 W0 t
' n, G- r: D P3 ]# Z4 D◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；
8 f2 `5 {/ b, P) x2 ~" O
. Q4 G: S+ H6 r# D& p◆渗滤液处理出水对总氮无要求时采用单级生物脱氮，出水对总氮有要求时采用二级生物脱氮；
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7 [! M O* z( |1 s* K" x5 l' A; {◆合理选取水温、泥龄、污泥浓度、剩余污泥产率及单位耗氧量等设计参数，通过计算确定混合液回流比；* Y$ B% L: s6 V5 L* Q! e& m
; ?1 ]; A/ w s3 V9 U0 a* k ]9 c
◆外加碳源可以采用甲醇、乙酸钠、葡萄糖等，分别投加在缺氧池和后置反硝化池；* Z$ y4 |: R3 r9 O4 h! S
2 \2 w8 }. D0 M9 |" \8 i" V8 }◆通过控制生物池内水的流态、利用空气管道控制曝气区域、控制膜分离和污水冷却系统回流位置等技术措施，可以取得良好的处理效果。
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1用COD进行设计计算
* h! z8 p6 y, |& k
7 ^1 |8 B( X' e# ~: R( H! n大部分的生化处理系计是按BOD进行设计计算的，但对垃圾渗滤液而言，COD浓度远远高于BOD浓度，二者的比值COD/BOD＞2.2，此种情况下如果仍按BOD进行设计，会存在较大误差，严重影响处理效果，因此垃圾渗滤液MBR生化处理系统应以COD进行设计计算，实际运行结果证明，这种计算方式是符合实际情况的、是合理的。# s e7 @; n" O O; ], ?
* S' |' `$ `& {7 w" g1 T- }1 \
2一条线和二条线的设定原则设置: r/ P+ G. W4 B" M' p# J
1 U, K5 U! [+ ?
许多垃圾渗滤液处理工程，生化处理部分往往只设置一条线，检修、维护时整个系统必须停止运行，对整个渗滤液处理系统影响很大，而且恢复运行难度也很大。因此为保证渗滤液处理系统能够连续稳定运行，同时考虑到渗滤液处理规模大小不一，原则上规模较小时可考虑设置一条线，规模较大时可应采用二条线，使系统的运行更加可靠、灵活和合理，把由于检修维护的影响降到最低。0 i1 f+ I* i f( m" D
+ q, ? S1 _9 _) _3 o }7 g根据渗滤液处理工程的特点，工程规模Q≤200m3/d的渗滤液处理工程可以按一条线进行设计，工程规模Q＜400m3/d的渗滤液处理工程，优先考虑采用二条线，如果现场条件不允许也可采用一条线，工程规模Q≥400m3/d的渗滤液处理工程应采用二条线。2 y& f1 C- Q0 p% |' v+ f; j
% g& g# z8 V2 G
3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件 [* v5 r0 k( V- ]
' B7 s- Q* Q7 E/ _5 t' V- [所谓单级生物脱氮系统，就是在系统内设置缺氧池和好氧池，利用微生物的硝化和反硝化反应达到去除总氮的目的，对于进水氨氮浓度较低或排放标准对总氮没有要求的项目，采用单级生物脱氮即可满足要求。$ {7 l/ |; G: d2 v3 d+ p
* ^7 r, r& n5 p6 ]6 L+ k
3 a% N0 X7 c/ L7 Q `7 P% X" G图1单级生物脱氮系统示意图8 |0 W# L: O" q' u
1 s6 B. m# N1 i2 }4 l- u' M
事实上经过单级生物脱氮处理后，出水中仍会含有一定量的硝酸盐，尤其是进水氨氮浓度高的情况下，出水中硝酸盐的含量会更高，总氮也相应偏高。在出水对总氮有严格要求的地区，为保证出水总氮达标，在单级生物脱氮后再增设后置反硝化池和后曝气池，亦即二级生物脱氮系统，通过投加外加碳源，利用微生物的硝化和反硝化反应进一步去除剩余的硝酸盐，进而达到提高总氮去除率的目的。
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% b9 R0 d& r8 ]
8 u5 p* l; t0 w* u, J6 V0 h
图2二级生物脱氮系统示意图
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垃圾渗滤液原液中氨氮浓度很高，一般介于2000mg/L~3000mg/L之间，也有高达3000mg/L~4000mg/L，一些排放标准要求出水总氮低于40mg/L，总氮去除率高达98%以上，如此高的去除率对MBR系统提出了更高的要求，单级生物脱氮系统很难达标，必须采用二级生物脱氮方能满足要求。
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对于垃圾渗滤液而言，排放标准对总氮没有要求的项目，生化处理系统采用单级生物脱氮，如果排放标准对总氮有严格的要求，应采用二级生物脱氮处理系统，通过控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的总氮。
9 N: E1 ]1 x! k* h, g7 T
3 V2 O. T7 T7 G6 e- Q; y6 W7 `8 b4主要设计参数
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4.1主要设计参数的选取
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生化处理系统设计参数取值见表1。. o& q! o& E7 r4 S2 G) J7 j
3 U% R; y. z1 H' F6 B表1MBR系统主要设计参数
/ `* L7 S% F4 H; J2 o4 p+ }, p2 ~: x2 d
& v8 J, P4 X8 H) E* W' y% u( u" C% P) \% G, R7 k5 h& U+ |* X7 o/ v
4.2混合液回流比的计算 y+ X% i0 A2 O$ Z% x
( C/ N) L" l& n! g: j
垃圾渗滤液进水氨氮浓度高，排放标准对氨氮和总氮的要求非常严格，混合液回流比对总氮的去除率影响较大，混合液回流比增大，TN去除率也增大，合理确定混合液回流比，才能达到良好的脱氮效果。实际工程设计中，许多工程设计混合液回流比不能满足脱氮要求，出水总氮超标现象非常普遍。# m4 A3 r" z! j2 \" Y
+ K9 z7 i8 k% i7 ]# B6 \! m$ k8 J6 x
反硝化所需的硝酸盐由污泥回流和混合液回流提供，反硝化率用回流比控制，它们之间的关系为：% [* G! H7 p9 B" G: j3 d' z
# c2 v4 Y: u5 q4 H8 l
5 J: s# e# I% ~% I& [# n3 p- m1 I: J6 C4 @$ \* ?
反硝化率fde按下式计算：/ W P! K- p4 [* l
0 Q, U7 s/ ^/ Y" _7 g6 @
+ V) d8 u+ r5 ~' @" W, n3 h
# m |$ G( R$ }) P* d% B$ e. K需硝化的氨氮量按下式计算：5 M/ s# l2 C7 ]4 n* A5 `3 G! n p
& \% w& G2 w" B v' x（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）! z, N& x; c+ [8 N' V1 o7 U
& \( Z4 _ N8 Z2 ^, gMBR系统采用外置式超滤膜，出水SS接近于零,其含氮量亦按零考虑。7 ^: f) }- K0 E7 i: M3 w4 u2 L
& }. A8 y- z8 n5 s反硝化的硝酸盐量按下式计算：
1 C" L p! Q7 ~" P* J$ u" U( _( j: A
（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）
5 E+ ]9 C6 @+ \1 C( u) j, P
0 ?/ ?0 m/ [/ c) h! K$ s9 p: N式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：
" }+ c; }, L3 O* C; O& M
, q/ J; e2 G/ }+ w& a（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne
% B" Y7 O' O& c9 n3 u( M2 m D" K& m- W7 z' L
5外部碳源投加系统* Q; N* c8 Z: E. d9 `/ r' d
8 K. Q: {% O8 a* C9 z, s( ~
5.1外部碳源的种类# h. A' T; j0 w* H' I9 [
1 j: g1 D2 G: u: `( h8 [目前普遍使用的外部碳源有甲醇、乙烷、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等，各种碳源各有优缺点，合理选择外部碳源对脱氮效果、运行成本等影响很大。& h! e: i/ Y K
/ C Z3 t9 W8 r- O不同碳源类型对系统的脱氮性能影响存在差异，在实际工程应用中应根据工程的具体情况合理选用外部碳源，综合分析并参考以往的工程经验，外部碳源宜优先考虑采用葡萄糖。
6 H' l! p7 N- a$ A# K
6 R* M* }, M$ E, s5 u; e7 k+ x( u+ @5.2外部碳源投加位置0 H/ L4 z9 L+ m4 @$ C1 [! n8 A! S
, N) _ [* c+ p m' t$ r( g渗滤液原液碳源极度缺失的情况下，如果不投加外部碳源，会导致生化处理系统内硝酸盐过度积累、碱度缺失，轻则抑制微生物的活性，重则导致系统崩溃，此种情况下为确保系统稳定运行，应在缺氧池和后置反硝化池都投加外部碳源。
2 I! B3 Q2 L# W% H5 V W O2 X3 M6 O I# V0 F" I$ I8 E2 \
如果碳源不是很缺乏，硝酸盐积累现象也不是很严重，系统内能维持正常的硝化反硝化反应，此时宜在后置反硝化池内投加外部碳源，可以节省投加量，从而达到降低运行成本的目的。( ?" z; C% R" a$ x/ L' O$ B& X1 E
" v, g a( y' B4 v8 X国内大部分渗滤液处理工程，在后置反硝化池投加新鲜渗滤液，确实可以达到节省运行成本的目的；但由于渗滤液原液含有高浓度的氨氮，而后曝气池未设置内回流系统，导致出水总氮增加，因此在后置反硝化池应投加甲醇或乙酸钠等不含“氮”的外部碳源，而不应投加新鲜渗滤液。
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5.3外加碳源对生化处理系统的影响
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* v5 P4 u4 A: ~2 \7 m3 S如果渗滤液进水C/N比严重失调，生化处理系统长期靠投加外部碳源维持运行，这种情况与单纯处理垃圾渗滤液有很大不同。无论采用何种碳源，其反应速度均远远高于渗滤液原液，水力停留时间也相应很短，因此池容积也较小。7 t" x- C* _6 q# a
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如果池容积过大、水力停留时间过长，异养好氧反硝化菌得不到足够的营养物质．因而利用自身体内的原生物质进行内源呼吸，进而降低活性污泥的活性，影响处理效果。因此在靠投加外部碳源维持运行的渗滤液生化处理系统，其生物反应池容积不能过大，应通过计算合理确定。
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6工程设计技术措施1 w& Q8 `- J! |, Z$ M2 n% P
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6.1水流形态的控制* p, U! ~, o8 l4 n* K
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许多生物池的设计对水的流态缺少控制，极易发生短流，减少实际水力停留时间，降低整个系统的处理效果。垃圾渗滤液处理生物池内的混合液悬浮固体浓度一般控制住12g/L~15g/L，实际运行过程中有时高达20g/L~30g/L，如此高的污泥浓度，在水流发生短流的情况下，极易发生污泥沉积，从而降低活性污泥的活性，导致处理效率下降。, ^, G8 _ \) K) u. s
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在工程设计中，尤其是大规模的渗滤液处理工程，应在生物池内采取必要措施，控制生物池内水的流态，避免污泥沉积并提高处理效率。
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, G7 Q$ |" r' w6.2污水冷却系统回流管的设置, }4 @3 Q. z1 Q+ p# u7 Q& ]
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由于高浓度污水在生化反应过程中会释放出大量的热能，同时由于部分电能转化成热能的缘故，垃圾渗滤液处理生物池内会保持较高的温度，过高的水温会抑制微生物的活性，严重时会使生化处理系统瘫痪。因此垃圾渗滤液生化处理均设有污水冷却系统，用污水泵抽取生物池内的混合液进入换热器，与冷却水在换热器内进行热交换，降温后混合液再回到生物池内，从而达到降低生物池内水温的目的。
3 j. k/ k: U& K7 P3 c! C. T# o+ A) }$ N$ A
对于设有污水冷却设施的生化系统，由好氧池末端取水，将冷却后的污水回流到缺氧池进水端，可以同时起到混合液回流的作用，提高脱氮效果，也可以取代内回流泵节省能耗，但实际操作中要考虑冷却系统间歇运行的影响。
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- G( [7 \% X- L+ f# O图3污水冷却系统示意图" ~) ]0 [) J" q: R# v/ i( b" }3 w( M% y
( z% |" ~, p/ o2 L6.3膜分离系统回流管的设置
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在许多垃圾渗滤液处理工程中，MBR系统采用管式膜超滤分离系统，超滤进水泵由好氧池末端取水，进入管式膜浓缩又回流到生物池内。将含有硝酸盐的超滤回流管接至缺氧池进水端，同样可以起到混合液内回流的作用，提高脱氮效率、节省能耗。
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图4膜分离系统示意图) K! K7 C- u( h" M
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